دانلود مقاله - روش تحقیق کاربرد های صلح آمیز انرژی هسته ای در پزشکی

طرح تحقیق                                                          

تعریف موضوع تحقیق:

     ازگذشته تاکنون افرادبسیاری درزمینه ی انرژی هسته ای    فعالیت های بسیاری کرده اند و پژوهش های فراوانی  انجام داد   امابعضی تنهامتوجه این موضوع هستندکه ازانرژی   هسته ای  برای مصارف خطرناک وساخت بمب هسته ای می توان بهره برد.

اما مادراین تحقیق به کاربردهای صلح امیزانرژی هسته ای وتکنولوژی هسته ای درپزشکی به بحث وگفت وگوپرداخته ایم .

انرژی هسته ای کاربردهایفراوانی درپزشکی داردکه بسیارموردتوجه همگان واقع است وهدف ماازاین تحقیق بیان این کاربردهاوتغییرافکارعمومی واگاه کردن افرادازکاربردهای بی شماراین انرژی بی پایان است .انرژی که جوانان این مرزوبوم باتلاش وکوشش فراوان به ان دست یافته اند.

این فناوری (انرژی هسته ای)مارادراین زمینه تشخیص بیماری هاودرمان بیماران ازطریق پرتوپزشکی ورادیو گرافی ورادیوداروهاو…یاری می نمایدومی توان ازاین طریق سالانه جان بسیاری ازافرادجهان رانجات دادوبیماری های ان ها را بهبود بخشید.’

سوالاتی در رابطه با تحقیق:

1-آیا از انرژی هسته ای در پزشکی  بهره می توان برد؟

2-مزایای PETوSPECTچیست؟

3-چگونه می توانیم از رادیو داروها استفاده کرد؟

به امید روزی که همگان به مصارف وکاربردهای صلح آمیز این انرژی پی ببرند.

پیشینه ی تحقیق:

      مادراین راه به سایت های گوناگون همچون:سایت پژوهشکده ی بوعلی وسایت های مرتبط به پزشکی هسته ای…وکتب مختلف بطور مثال اصول حفاظت دربرابرپرتوها دررادیولوژی-نویسنده فرح جوزانی…مراجعه کرده وازاطلاعات موجوددران هابهره برده ایم وهدف مابرداشتن گامی  کوچک درحد توان مان بوده است.امااین راه بسیاربلندوطولانی بوده است وبدین سبب جای پژوهش فراوان دارد.

اهداف واهمیت موضوع تحقیق:

    اهمیت موضوع:این موضوع ازاین جهت دارای اهمیت است که که انرژی هسته ای برخلاف انچه که در اذهان عمومی شکل پیدا کرده دارای مصارف صلح امیز فراوانی می باشد که نوع برخورد و استفاده درست انسان از آن می تواند منجر به پیشرفت های چشمگیر در علوم مختلف

از جمله علم پزشکی گردد.

اهداف :

  هدف کلی: روشن کردن افکار عمومی در رابطه با مصارف     صلح امیزانرژی هسته ای درپزشکی میباشد.

  اهداف جزئئ:

1-کاربردانرژی هسته ای در پرتو پزشکی

2-معالجه ی امراض بارادیو داروها

3-کاربرد انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای

4-معالجه ی سرطان های گوناگون

نوع تحقیق:

    تحقیق ما از نوع علمی توصیفی است ازانجا که هدفمان ازانجام این پژوهش توصیف عینی واقعی ومنظم خصوصیات یک موقعیت بوده است .زیراسعی وتلاشمان این بوده است که آنچه هست رابدون هیچ گونه دخالت یانتیجه گیری های ذهنی گزارش دهیم  ونتایج عینی راازموقعیت بگیریم.

روش تحقیق:

    دراین تحقیق ما برای استخراج مطالب واطلاعات به کتب گوناگون مراجعه کرده ایم وهمچنین ازبیمارستان هاومراکز درمانی پزشکی هسته ای دیدن کرده ایم ودر این روش ما علاوه برکتاب از سایت های اینترنتی ووبلاگ هاومجلات ومقالات گوناگون استفاده کردیم .

 مادراین پژوهش ازروش میدانی وکتابخانه ای استفاده کردیم.

تعریف واژهاواصطلاحات:

1-انرژی:به معنی کار انباشته شده یا توانایی انجام  کار تعریف میکنیم

2-تکنولوژی iechnologieعلم صنایع وحرفه ها

3-پزشکی:منصوب به پزشک .شغل وحرفه ی پزشک .طبابت

4-کاربرد:بکاربردن.

ترتیب دادن امور استعمال کردن

چکیده:

     همانطور که می دانیم استفاده صلح آمیز ازتکنولوژی هسته ای کمک های شایان و قابل ملاحظه ای به بشریت کرده است و  می توان نتیجه گرفت که بدست آوردن انرژی هسته ای برای استفاده از کاربرد های صلح آمیز و سودمند آن باید هدف همه مردم جهان قرار بگیرد.از تکنولوژی هسته ای در پزشکی استفاده های فراوانی به عمل می آید،که در این مقاله به گوشه ای از آن اشاره شده است.استفاده های تشخیصی بیماری هایی که عموما خطرناک هستند یا درمان بعضی بیماری ها که در بخش های مختلف پرتوپزشکی،پزشکی هسته ای و...

صورت  می گیرد.    

فصل اول

مقدمه

مقدمه:

    چرا هرگاه واژه ی انرژی هسته ای  گفته می شود تمام توجه ی افراد جامعه  به سمت وسوی بمب هسته ای جلب می شود؟

آیا انرژی هسته ای مصا رف دیگری نداردکه بتواند در خدمت مردم  باشدوآرامش  وراحتی بیشتری برای آن ها به وجود آورد؟

این سوالات افکار ما را به عنوان یک جوان ایرانی به خود مشغول کرده بودومسبب آن شود که ما دراین راه گام برداریم .

درطی این تحقیقات به مصارف فراوان صلح آمیز انرژی هسته ای برخورد کردیم وبه همین دلیل تصمیم گرفته ایم که برای پاسخ دادن به این سوالات مبحث پزشکی رامورد بررسی قرار  دهیم.

با  بررسی ها یی که انجا م شد، مصارف فراوانی را در پزشکی یا فتیم که در زمینه های مختلف عکس برداری ،تشخیص بیماری ها وتا حدودی در درمان بیماری ها که در بخش های  گوناگون پزشکی یعنی پزشکی هسته ای وپرتو پزشکی انجام می گردد پی بردیم.

فصل دوم

تاریخچه

تا ریخچه:

    یکی از روشهای تشخیصی و درمانی  ارزشمند در طب، پزشکی هسته ای می باشد.

که تبلور آن از ابتدا تا کنون تلفیقی از کشفیات مهم تاریخی بوده است.

اولین جرقه در سال 1895 با کشف اشعه X و در 1934 با کشف مواد رادیواکتیو زده شد.

اولین استفاده کلینیکی مواد رادیواکتیو، در سال 1937 جهت درمان لوسمی در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی بود.

بعد از آن در 1946 با استفاده از این مواد توانستند در یک بیمار مبتلا به سرطان تیروئید از پیشرفت این بیماری جلوگیری کنند.

البته تا 1950 کاربرد کلینیکی مواد رادیواکتیو بطور شایع رواج نیافت و مسکوت ماند.

طی سالهای بعد از آن متخصصین و فیزیکدانان به این واقعیت پی بردند که می توان از تجمع رادیو داروها در ارگان هدف تصاویری از آن تهیه نمود و یا به درمان بافت آسیب دیده کمک نمود.

بطوریکه در اواسط دهه 60 مطالعات بسیاری در خصوص طراحی تجهیزات لازم آغاز گشت.

در دهه 1970 توانستند با جاروب نمودن از ارگانهای دیگر بدن مانند کبد و طحال، تومورهای مغزی و مجاری گوارشی تصاویری را تهیه نمایند.

و در دهه 1980 از رادیو داروها جهت تشخیص بیماری های قلبی استفاده نمودند و هم اکنون نیز با ضریب اطمینان بسیار بالایی از پزشکی هسته ای در درمان و تشخیص و پیگیری روند درمان بیماریها استفاده می گردد.

تاریخ حدوث وقایع مهم در پزشکی هسته ای:

1896¬ هنری بکرل ( (Henri Becquerel اشعه مرموز ساطع شده از اورانیوم را کشف کرد.

1897¬ ماری کوری( (Marie Curie این تابش مرموز را رادیواکتیوینه نامید.

1901¬ هنری الکسا ندر دانلوس Henri Alexandre Danlos)) و یوگن بلاچ Eugene Bloch) ),  رادیوم را در تماس با ناراحتی پوستی توبرکولوز قرار دارند.

1903¬ الکساندر گراهامبل Alexander Graham Bell) ), جاگذاری منبع اورانیوم در داخل و یا نزدیکی بافت تومورال را پیشنهاد نمود.

1913¬ فردریک پروسچر Frederick Proescher) ) برای اولین بار مطالعه درمان بیماریهای مختلف را بتوسط تزریق ور یدی اروانیوم را بنیان نهاد.

1936¬ جان لارنس( (John H.

Lawrence و برادرش ارنست(  (Ernest اولین کاربرد کلینیکی رادیو نوکلو ئیدهای خاص را در درمان لوسمی بوسیلهP 32 بنیان نهادند.

1940¬ راکفلر (  (Rockefeller اولین سیکلو ترون را جهت تولید رادیوایزوتوپهای ویژه پزشکی در دانشگاه واشنگتن اختصاص داد.

1946¬ سا مو ئل.

ام.

سدلین (Samuel M.

Seidlin) لئو.

د.

مارینلی Leo D.

Marinelli)) و الینور اشری (Eleanor Oshry) , یک بیمار با سرطان تیروئید را با 131 Iدرمان کردند.

1947¬ بندیکت کا سن( (Benedict Cassen ید رادیواکتیو را جهت تشخیص و افتراق ندولهای بد خیم و خوش خیم تیروئید بکار برد.

1950¬ ک.

آر.

کریسپل( (K.R.

Crispell و جان.

پ.

استراسلی(( John P.

Storaasli سرم آلبومین انسانی نشاندار شده با I 131را برای تصویربرداری از حجم خون داخل قلب استفاده نمودند.

1951¬ سازمان دارو و غذای آمریکا ( FDA ), استفاده از I 131را برای بیماریهای تیروئید تأیید نمود.

این اولین مصوبه FDA در رابطه با رادیو ایزوتوپها بود.

1954¬ دیوید کول  ( David Kuhl )یک سیستم ثبت فوتونی را برای اسکنینگ ( Scanning) رادیو نوکلئیدها اختراع کرد.

این پیشرفت پزشکی هسته ای را هم جهت با رادیولوژی به سمت پیشرفتهای بیشتر هدایت نمود

1955¬ رکس هاف( ( Rex Huff , میزان خروجی قلب را با استفاده از سرم آلبومین انسانی نشاندار شده با  131 I اندازه گیری نمود.

1958¬ هال انگر ( Hal Anger) دوربین سنتیلا سیون را اختراع نمود.

بدینوسیله تصویربرداری دینامیک نیز در پزشکی هسته ای مقدور گشت.

1962¬ دیوید کول  ( (David Kuhl بازسازی تصاویر توموگرافی نشر شده را ابداع نمود.

بعدها این روش SPECT, PET نام گرفت.

   تعمیم این روش در رادیولوژی همان CT می باشد.

1969¬ سی.

ال.

ادوارد( ( C.L.

Edwards تجمع 67Ga را در سرطان گزارش نمود.

1970¬ FDA , اعلام نمود که با توجه به کاربردهای این مواد، رادیو داروها را می توان با عنوان دارو خطاب نمود.

این روند تا ژوئن 1977 کاملاً جا افتاد.

1971¬ سازمان پزشکی آمریکا, پزشکی هسته ای را به عنوان یکی از شاخه های طب به رسمیت شناخت.

1973¬ اچ ویلیام استراس (H.

William Strauss)، تست ورزش را بعنوان اسکن میوکارد معرفی نمود.

1976¬ جان کیز ( (John Keyes اولین دوربین SPECT را طراحی نمود و رونالد جازاک اولین هد ( Head ) دوربین SPECT را طراحی کرد.

1978¬ دیوید گلدنبرگ  ( ( David Goldenberg, از آنتی بادی های نشاندار شده با مواد رادیواکتیو جهت تصویربرداری از تومورها استفاده نمود.

1981¬ جی.

پی.

مچ ( J.P.

Mach) آنتی بادی های تک کلنی نشاندار شده با مواد رادیواکتیو را جهت تصویربرداری از تومورها بکار برد.

1982¬ استیو لارسون ( ( Steve Larson و جف کاراسکو ایلو  ( (Jeff Carrasquillo بیماران سرطانی ملانومای بد خیم را با آنتی بادی های تک کلنی نشاندار شده با I131 تحت درمان قرار داد.

1989¬ FDA, اولین رادیو داروی پوزیترون Rb) 82) را جهت تصویربرداری پرفیوزن ملانوما تصویب نمود.

1992¬ FDA ,اولین رادیو داروی آنتی بادی تک کلنی را جهت تصویربرداری از تومور تصویب کرد. 

فصل سوم مقدمه علمی بخش اول –مفاهیم بخش دوم -پرتوها بخش سوم -منابع تولید نوترون بخش چهارم -توضیح چند اصطلاح علمی بخش اول –مفاهیم: انرژی چیست ؟

انرژی برای به حرکت در آ وردن ،شتاب دادن،بلند کردن، گرم کردن ویانورانی کردن اشیاء لازم است.انرژی نه به وجود می اید ونه ازبین می رود .انرژی رانیز می توان از منابع طبیعی به دست اورد.

انرژی هسته ای چیست؟

انرژی که از هسته ی ام ها حاصل می گردد.

واپاشی هسته ای چیست؟

هسته بسیاری از اتم ها به ویژه ان هایی که خیلی سنگین وبزرگ اند پایدار نیستند ،گاهی اوقات اتم ازه ساخته شده نیز ناپایدار است ودوباره فرو می پاشد وبه این ترتیب دوره کاملی از فروپاشی ها زنجیر های صورت می گیرد تا بلاخره این روند با ایجاد یک عنصر پایدار پایان می یابد .

واپاشی هسته ای به سه صورت زیرانجام می گیرد.

1-شکافت هسته ای 2-جوش هسته ای 3- پرتو زایی 1-شکافت هسته ای هسته یک اتم سنگین ناپایدار ممکن است به صورت طبیعی یامصنوعی واپاشی کند وتعداد نوترون اغلب بین 0تا5عدداست تبدیل شده وانرژی تولید میگردد.

شکل 1:شکافت هسته ای 2-جوش هسته ای: هنگامی که هسته دواتم سبکتحت فشار بسیار زیاد وگرما قرار گیرد این دو دو هسته یک هسته ی بزرگتر وسنگین تر را همراه با تعدادی نوترون ومقداری انرژی که البته این انرژی ازانرژی اولیه داده شده کمتر است.

3-پروتوزایی: عناصری هستند در طبیعت که بطور طبیعی پروزا هستند.مانند :عناصر توریم ،اورانیم ،نپتولیم ،اکتونیم واورانیم که همگی در مجموع سه نوع پرتو ممکن است از خود متساعد کنند: 1-پرتو آلفا .

2پرتو بتا 3-پرتو گاما برخی از عناصر دیگر از برخورد اشعه های کیهانی به جو ایجاد می شود که عبارتند از: هیدرژن وکربن بخش دوم -پرتوها: پرتو آلفا: اگر تعدادی نوترون به هسته ی یک اتم پرتوزا با عدداتمی مشخص برخورد کند وهسته راناپایدار کند هسته پس از فرآیند به هسته ای پایدارهمراه باپرتوی آلفا تبدیل می شود .

آلفا هسته ی هلیم می باشد.

2- پرتو بتا: اگر هسته ی اتم پرتو زایی به طور طبیعی برای پایداری به هسته اتم ناپایدار تبدیل شود نورون ها یا عدد اتمی ویا عدد جرمی به میزانی کاهش می یابد وبه بتا تبدیل می شود .

در این حال اگراز شدید نوترون ها کاسه شود پرتو بتا منفی واگراز تعدادپوزیترو ها کاسته شود پرتو بتا مثبت می گردد.

3- پرتوی گاما: هسته ی اتم که به طور طبیعی برانگیخته شده است با گسیل پرتوی گاما به پایداری می رسد.

بخش سوم -منابع تولید نوترون: منابع اصلی تولید نوترون ها عبارت اند از: راکتورهای هسته ای ،واکنش های هسته ای ترکیب امرسیم،برلیم است.

در راکتورهای هسته ای شکافت هسته ای صورت گرفته ونوترون ها نیزتولید می شوندوچشمه نوترون هستند.درواکنش های هسته ای طی واکنش،هسته ی ذره سبک واتم سنگین یک ذره سبک واتم سنگین دیگریبه وجود می آید همراه با پرتو دهی وانرژی است.

چشمه ی امرسیم آلفا دهنده ی خوبی است ،یک لایه نازک برلیم روی آن قرار قرار داده ونوترون تولید می کند.

بخش چهارم -توضیح چند اصطلاح علمی: 1- نیمه عمر ماده رادیو اکیو : هیچ کس نمی تواند زمان فروپاشی هسته ی اتم به خصوصی را پیش بینی کند.اما زمانی خاصی که بای فروپاشی نیمی از اتم های یک ایزوتوپ لازم است را،نیمه عمر آن ایزوتوپ می گویند.

2- ایزوتوپ: به اتم های یک عنصر که از لحاظ عدد اتمی یعنی تعداد الکترون ها وپروتن ها به هم شبیه هستند ولی اختلافی از لحاظ تعداد نوترون ها دارند راایزوتوپ ها ی یک عنصر می گویند.

3-اکتیویته: آهنگ واپشی هسته هادر یک ثانیه اکتیویته می گویند.

واحد زمان /تعداد واپاشی هسته اکتیویته واحدهای اندازه گیری اکتیویته درابتدا کوری (Ci) است وامروزه ازواحد بکرل (Bq)استفاده می شود.

4- دوز جذب شده: پرتوهای ایجاد شده به هنگام تبدیل های هسته ای نوعی جریان انرژی دارتولید میکنند که تمام یا قسمتی از آن به وسیله ی ماده ای که پرتو به آن می تابد جذبمی شود.آن مقدار از انرژی که موادموردتابش در هر کیلو گرم جذب می کنندجذب تابش یا دوز جذب شده گویندکه واحدهای اندازه گیری آن ،گری(Gy)واحدی که قبلا برای اندازه گیری متداول بوده ،راد(rad)است.

5-رادیو ایزوتوپ: ایزوتوپها با عدد جرمی آنها مشخص می‌شوند.

حتی در حالت پایه بسیاری از ایزوتوپها ناپایدارند که ایزوتوپهای ناپایدار را رادیوایزوتوپ میگویند.

فصل چهارم کاربردهای انرژی هسته ای درپزشکی بخش هشتم-اسکن بخش نهم-اندازه گیری میزان جذب دارو ها و مواد غذایی بخش دهم-معالجه سرطان چشم بخش یازدهم-تو لید لایه های مرده بخش دوازدهم-کاربرد های غیر متعارف بخش اول-رادیو تراپی بخش دوم- سی تی اسکن(CT-SCAN) چیست؟؟

بخش سوم-رادیو گرافی بخش چهارم-توموگرافی تابش پوزیترون (PET) بخش پنجم-SPECT) )توموگرافی بخش ششم:دوربین گاما بخش هفتم-رادیو داروهاو معالجه امراض با آنها بخش اول-رادیو تراپی MRI چیست ؟

MRI=magnetic resonance imaging یکی از بهترین تکنیکهادر دنیای پزشکی در تشخیص بیماریها استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی(MRI)است که بدون تابش اشعه ایکس می توان اسکن های واضحی از بافتهای مختلف بدن گرفت .

در این روش برای ایجاد یک تصویر سه بعدی بدن از سه جهت تحت تابش یک میدان مغناطیسی قوی قرار می گیردکه شدت ان گاهی 60000 برابر شدت میدان مغناطیس زمین می باشد.

وچون در تمام اندامهای بدن به میزان معینی اب وجوداردبدیهی است که هیدروژنهای موجود در اب که دوقطبی هستند تحت تاثیرمیدان مغناطیسی قرار گیرندو تقریبا در یک جهت بخط شوندکه اگر در این حالت به بدن امواج رادیویی با فرکانس معین بتابانیم سبب تولید یک جریان الکتریکی توسط هیدروژن خواهد شد و می توان با یک تقویت کننده وکامپیوتر تصویری از ان ناحیه معین بوجود اورد.

پزشکان با استفاده از این تکنیک ارزشمند توانستند از بافتهای مختلفی مانند مغز تصاویر واضحی بدست اورند در شکل زیر یک اسکن از سر انسان بروش MRIرا میبینیداگرتوموری در ان باشد ان تومور به صورت لکه ای در تصویر ظاهر خواهد شدکه رنگش با سایر نقاط سر متفاوت است زیرا میزان هیدرژن تومور با میزان هیدرژنهای اطراف فرق میکند بنابراین پس از تابش امواج رادیویی سیگنالها ودر نتیجه تصویر مربوط به ان ایجاد می شود امروزه پزشکان با استفاده از این فناوری می توانند با تشخیص محل لخته شدن خون در قلب و یا مغز از وقوع سکته در انسان جلوگیری کنند.

هنگامی که بیماری برای اسکن به این روش اماده میشود باید دقت شود که همراه وی هیچ گونه فلزی نباشد زیرا سبب اختلال در تصویر می شود.همچنین افرادی که در دستها یا پاهایشان پلاتین کار گذاشته شده ویا افرادی که از باطریهای قلب استفاده میکنند نباید از این روش برای عکس برداری استفاده نمایند.زیرا وسایل فلزی تحت تاثیر میدان می توانند در بدن حرکت کنند.

بخش دوم- سی تی اسکن(CT-SCAN) چیست؟؟

ریشه لغوی این شیوه تصویر برداری در حقیقت به معنی تصویر گیری مقطعی و عرضی از اعضای بدن می‌باشد.

نام ترجیحی آن که در کتابها و کاربردهای پزشکی بکار می‌رود کلمه CT اسکن مخفف کلمات computerized tomography scan می‌باشد که کلمه scan اسکن به معنی تقطیع کردن و واژه توموگرافی از Tomo به معنی برش یا قطعه و graphy به معنی شکل و ترسیم است، گرفته شده است.

در اصل به معنی تصویرگیری از برشهای قطع شده از یک عضو به صورت کامپیوتری می‌باشد.

ساختمان یک دستگاه سی‌تی یک دستگاه اسکن توموگرافی کامپیوتری از یک میز برای قرار گرفتن بدن بیمار ، یک گانتری که سر بیمار در آن قرار می‌گیرد، یک منبع تولید اشعه ایکس ، سیستمی برای آشکار کردن تشعشع خارج ‌شده از بدن ، یک ژنراتور اشعه ایکس ، یک کامپیوتر برای بازسازی تصویر و کنسول عملیاتی که تکنولوژیست رادیولوژی بر آن قرار می‌گیرد، تشکیل شده است.

اصول کار دستگاه سی‌تی پس از اینکه بدن بیمار بر روی میز و سر آن در گانتری قرار گرفت و شرایط دستگاه بر حسب ناحیه مورد تصویر برداری تنظیم شد، یک دسته پرتو ایکس توسط کولیماتور (محدودکننده دسته اشعه) به صورت یک باریکه در آمده و از بدن بیمار رد می‌شود (پالس می‌شود).

مقداری از انرژی اشعه هنگام عبور از بدن جذب و باقیمانده اشعه با عنوان پرتو خروجی که از بدن بیمار عبور می‌کند توسط آشکار سازی که مقابل دسته پرتو ایکس قرار دارد، اندازه ‌گیری شده و بعد از تبدیل به زبان کامپیوتری در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شود.

بلافاصله پس از اینکه اولین پالس اشعه بطرف بیمار فرستاده و اندازه‌گیری شد و لامپ اشعه ایکس یک حرکت چرخشی بسیار کم انجام داد، دسته پرتو ایکس دوباره پالس شده ، مجددا اندازه‌گیری می‌شود و در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌گردد.

پاین مرحله چند صد یا چند هزار بار بسته به نوع دستگاه تکرار می‌شود تا تمام اطلاعات مربوط به عضو مورد نظر در حافظه کامپیوتر ذخیره شود.

بخش سوم-رادیو گرافی رادیوگرافی، عکسبرداری از بدن با پرتوهای ایکس و رادیوسکوپی مشاهده مستقیم بدن با آن پرتوها است.

در عکاسی معمولی از نوری که از چیزها بازتابش می شود و بر فیلم عکاسی اثر می کند، استفاده می شود؛ در صورتی که در رادیوگرافی پرتوهایی به کار می برند که از بدن می گذرند.

پرتوهای ایکس قدرت نفوذ و عبور بسیار زیادی دارند.

به آسانی از کاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتی فلزهای سبک مانند آلومینیوم می گذرند، لیکن فلزهای سنگین مانند سرب مانع عبور آنها می شود.

اشعه ایکس از استخوان های بدن که از مواد سنگین تشکیل شده اند عبور نمی کند، در صورتی که از گوشت بدن به آسانی می گذرند.

همین خاصیت سبب شده که آن را برای عکسبرداری از استخوان های بدن به کار برند و محل شکستگی استخوان ها را مشخص کنند.

برای عکسبرداری از روده و معده هم از پرتوهای ایکس استفاده می شود، لیکن برای این کار ابتدا به شخص مایعاتی مانند سولفات باریوم می خورانند تا پوشش کدری اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس رادیوگرافی صورت می دهند .

پرتوهای ایکس در پزشکی و بهداشت برای پیشگیری، تشخیص و درمان به کار می رود، به طوری که در فناوری های مربوطه یکی از ابزارهای اساسی است.

بخش چهارم-توموگرافی تابش پوزیترون (PET) PET با استفاده از تابش های ساطع شده از مواد رادیواکتیو تصاویر قسمتهای مختلف بدن را تولید می‌کند.

مواد رادیواکتیو به درون بدن تزریق می‌شوند و معمولاً به دام اتمهای رادیواکتیو مثل کربن -11، فوئور -18، اکسیژن -15 و یا نیتروژن -13 که نیمه عمر کوتاهی دارند، گرفتار می‌شوند.

این اتمهای رادیواکتیو ایزوتوپهای رادیواکتیو اتمهای طبیعی هستند که عمر کوتاهی دارند.

با بمباران اتمهای طبیعی به وسیله نوترون می‌توان این اتم‌ها را تولید کرد.

وقتی مواد رادیواکتیو تزریق شده به بدن با الکترونهای درون سلول برخورد می‌کنند، پوزیترون اشعه گاما تولید می‌شود.

در روش PET با دنبال کردن این اشعه های گاما تصویر برداری انجام می‌شود.

در یک PET اسکن همانطور که گفتم ابتدا به بیمار مواد رادیواکتیو تزریق می‌شود، سپس بیمار روی یک تخت صاف دراز می‌کشد.

این تخت به درون یک اتاقک استوانه ای شکل وارد می‌شود، در دیواره های این اتاقک دنبال کننده های اشعه گاما به صورت آرایه دایره ای شکل قرار گرفته اند.

این دنبال کننده‌ها یک سری کریستالهای Scintillation دارند که هر کدام به یک تقویت کننده نوری متصل است.

این کریستالها اشعه های گامای ساطع شده از بیمار را به فوتون های نور تبدیل می‌کنند تقویت کننده نوری این فوتونها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کرده و آنها را تقویت می‌کند.

کامپیوتر این سیگنالها را پردازش کرده و تصویر را تشکیل می‌دهد.

سپس تخت بیمار جا به جا شده واین فرآیند تکرار می‌شود.

در نتیجه یک سری تصویر از عضوی که در آن تزریق شده ( مثل مغز، سینه، کبد و ...

) به دست می‌آید این تصاویر کنار هم قرار می‌گیرند تا یک تصویر سه بعدی از عضو مورد نظر به وجود آید.

PET می‌تواند تصاویری از جریان خون ودیگر فعالیت های بیوشیمیایی بدن، بسته به این که چه نوع مولکولی به دام اتمهای رادیواکتیو افتاده است، تهیه کند.

به عنوان مثال PET می‌تواند تصاویری از متابولیسم گلوکز در مغز تهیه کند.

با این حال مراکز PET کمی در دنیا وجود دارد چون این مراکز باید در کنار یک شتابدهنده ذرات ساخته شوند تا بتوان رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در این روش را تأمین کرد شکل2 :تصویر یک دستگاه PET کاربرد PET در نورولوژی : بدلیل کاهـش متابولیسـم در بخـشهایی از مغز در مراحل اولـیه بیماری، اسکن PET قادر است " چندین ســــال قبل از اینکه پزشکی بتواند توسـط روشهای مرسـوم بیماری فراموشی را تشخـیص دهد " نارسائـیهـــائی را که شاخص این بیماری است را نشان دهـد.

PET بیماری پارکینـسون ( لقمه ) را نـیز بـهتر از بقیه سـیستم های تصویربرداری نشان میـدهد.

در کانونهـا ی حمله ای صرع در مغـز کودکـان متابولـیسم کّلوکـز کاهش می یابـد وچنانچه شرح داده شد فقط در تصاویر PET میتوان تــغییرات متابولیـسم را مشاهده نمـود.

جراح مغز فقــط با کمک تـصاویر PET میــتواند محل دقیـق کانونهـای حمـله صـرع در مغز را مشخص نمـوده و بـرای خـارج نمودن آنها و مـداوا ی بیـــمار اقــــدام نماید.

بخش پنجم-SPECT) )توموگرافی SPECT روشی بسیار شبیه به PET است با این متفاوت که ایزوتوپهای مورد استفاده در این روش ( که عبارتند از زنون - 133، تکنتیوم - 99 و لودین - 123 ) زمان واپاشی طولانی تری دارند و به جای تابش 2 اشعه گاما فقط یک اشعه گاما تابش می‌کنند.

این روش نیز می‌تواند اطلاعاتی در مورد جریان خون و پراکندگی موارد رادیواکتیو در بدن ارائه دهد، البته تصاویر آن حساسیت کمتری دارند و جزئیات کمتری را نسبت به تصاویر PET نشان می‌دهند.

اما مزیت مهم این روش نسبت PET این است که به گرانی روش PET نیست.

در ضمن تعداد مراکز SPECT بیشتر از مراکز PET هستند، چون در این موارد دیگر نیازی نیست که مراکز در کنار یک شتاب دهنده ساخته شوند.

شکل3:نمونه های عکس برداری شده بروش توموگرافی سیستمهای توموگرافی حرکتی: اطلاعات مربوط به عمق را در بر دارد و در همه سطوح به جز سطح مورد نظر ، عدم وضوح یا رنگ باختگی حرکت عمومی ایجاد می کند.

در این روش لوله اشعه ایکس و فیلم را حول محوری واقع در صفحه مورد نظر از بدن حرکت میدهند.

و اسکن به صورت خطی یا پیچشی یا دایره ای صورت می گیرد.

قدرت این روش برای جداکردن یک روش خاص محدود است چون فقط می تواند صفحات غیر دلخواه را کم رنگ کند.

کیفیت وضوح تصویر با رادیوگرافی معمولی فرقی ندارد.

توموگرافی محوری کامپیوتری این مزیت را دارد که قادر به تولید تصویر ایزوله از یک قسمت و حذف کامل قسمتهای دیگر است.

- محاسن اسکنرهای توموگرافی محوری کامپیوتری(CAT): 1 .به دلیل تولید تصاویر مقطعی مستقل عوامل تداخلی سطح دلخواه را کاهش نمیدهند.

2 .فقط قسمت مورد نظر پرتودهی می شود ، در نتیجه دوز اشعه ایکس کم است.

3 .اختلافات تضعیف بافتی کمتر از یک درصد را می توان مشاهده کرد بخش ششم:دوربین گاما امروزه یکی از ابزارهای مهم در پزشکی هسته ای دوربین گاما است .

این وسیله برای به تصویر کشیدن پرتو های گامای ساطع شده از عضو هدف به کار می رود .

پس از آنکه در پخش پزشکی هسته ای بیمار را روی تخت خاص خود مستقر کردند رادیو ایزوتوپ را تجویز می کنند.

رادیو اکتیویته در بافت هدف تجمع می کند بعضی از رادیو ایزوتوپ ها بافت هدفشان چند گانه است اینها در اسکن از کل بدن به کار میآیند.

ولی به طور مثال رادیو ایزوتوپی Dtpa TCدر ناحیه ی کلیه تجمع پیدا میکند .

اگر از TC_ Dmsa استفاده کنیم در ناحیه ی کبد تجمع می کند .

ویژگی رادیو ایزوتوپ آن است که در هر جایی که متابولیسم بیشتر است تجمع بیشتر است .

وقتی رادیو ایزوتوپ تجویز شد به سه شکل به بیمار داده می شود یا به درون رگ تزریق می کنند یا به صورت خوراکی است یا استنشاق .

درون بافت رادیو ایزوتوپ شروع به پرتودهی می کند و خود بافت منبع تابش پرتو می شود .

و گاما با انرژی مناسب برای دتکتور ساطع می شود .

بخش هفتم-رادیو داروهاو معالجه امراض با آنها تزریق رادیو دارو، رادیو ایزوتوپ هایی که در پرتو پزشکی به کار می روند ، "رادیو دارو" نام دارند.

در نگاره برداری ایزوتوپی از قلب ، با بکارگیری اسکن معمولی ، پخش نسبی رادیو داروها از یک حجم برروی یک سطح تصویر می شود .

این کار از سه زاویه گرفته می شود و نگاره بدست آمده ای از این سه زاویه است که نمایش ساختار قلب را بدست می دهد در روش برش نگاری تک فوتونی یا SPECT ،‌ دوربین گاما در یک قوس ˚180 به گرد قلب می چرخد .

در این چرخش تصویرهای ( حجم روی سطح )بدست می آید که پس از پالایش یا فیلتراسیون داده ها ،‌ ترکیب تصویرها یا پروژکسیونها بگونه ای الکترونیکی و رایانه ای انجام می شود تا نگاره رادیوایزوتوپی اسپکت SPECT بدست آید .

می توان با فیلتراسیون ویژه ای به کمک رایانه از ساختارهای بدست آمده و یا از پروژکسیونهای یاد شده نگاره سه بعدی بدست آورد .

چگونگی استفاده از رادیو داروها روشهای تشخیص زنده ، آن روشهایی هستند که در آنها یک رادیودارو در سیستم یک مریض زنده بطریق خوراندن ، تزریق یا با استنشاق وارد می‌گردد.

اشعه گاما نشر شده بوسیله رادیوداروها برای تامین اطلاعات مورد نظر مونیتور می‌شوند.

آشکارسازهای اشعه گاما بکار رفته در تشریح و عکسبرداری طبی غالبا به نام "دوربین‌های گاما" هستند.

اکثر آشکارسازهای یدید سدیم جفت شده با لوله های فتومولتی پلایر بکار می‌روند ، چرا که در این مورد بازدهی بالا مهم‌تر از تفکیک خوب انرژی است روشهای غیر زنده رادیودارویی که به مریض تزریق می‌شود، باید برای مدت طولانی کافی در عناصر هدف بماند، ولی نه طولانی‌تر از حد ، تا جذب در تشعشع در حداقل باشد.

مدت زمانی که در آن ، دارو مفید است، بستگی به نیم عمر رادیولوژیکی و نیم عمر بیولوژیکی دارد، یعنی مدت زمانی که دارو در بدن می‌ماند قبل از آنکه بوسیله فرآیندهای متابولیکی از فعالیت افتاده یا از سیستم بدن خارج شود.

جدول صفحه بعد بعضی از انواع شیمیایی و کاربردهای آنها را در پزشکی هسته‌ای و به عنوان رادیودارو نشان می‌دهد.

جدول شماره 1: کاربردمواد شیمیایی بعنوانرادیو دارو تکنسیم 99mTl ، رادیونوکلیدی است که در روشهای تشخیص پزشکی هسته‌ای بیشتر از همه رادیونوکلیدها مورد استفاده قرار گرفته‌است.

تکنسیم ، دارای خواصی است که کاربرد آن را در تشخیص امراض مناسب می‌سازد.

نیمه‌عمر آن 6.01h است که برای گرفتن اطلاعات پزشکی مدت ‌زمان کافی است، ولی آن اندازه طولانی نیست که مریض دچار پرتوگیری تشعشعی غیرضروری گردد.

اشعه گاما با انرژی 142.7KeV نشر شده بوسیله تکنسیم دارای انرژی کافی برای نفوذ به نسوج و آشکارسازی ضعیف است.

هزینه تولید 99mTl در حد معقولی است.

ید سه ایزوتوپ از ید وجود دارد که برای عکسبرداری جهت تشخیص بکار می‌روند.

این ایزوتوپها عبارتند از 131I ، 125I ، 123I.

کشش خاص I برای تیروئید ، آن را مفیدترین ایزوتوپ برای عکسبرداری و درمان این غده ساخته است.

این رادیوایزوتوپ‌ها معمولا بطرق شیمیایی به محلولی از یدید سدیم تبدیل می‌شوند.

ید نیز دارای خواص غنی و گوناگون شیمیایی همانند تکنسیم است، لذا می‌تواند با بسیاری از مولکولهای مختلف همراه باشد.

تالیم 201Tl از فروپاشی 201Pbحاصل می‌شود.

سرب ابتدا بوسیله بمباران پروتونی فلز تالیم حاصل می‌گردد و سپس 201Tl بوسیله EC به 201Hg پایدار با نیمه‌عمر 79.9 ساعت فروپاشی می‌کند.

با توجه به این‌که یون ، +Tl از نظر شیمیایی ، مشابه +K است ، 201Tl غالبا برای عکسبرداری از قلب استفاده می‌شود.

پتاسیم در کار عادی قلب در هنگام فعالیت‌های بدنی در آنجا جمع می‌گردد.

گزنون این گاز بی‌اثر از نظر شیمیایی ، یک محصول جانبی از شکافت است.

با توجه به این که 133Xe گاز است ، می‌تواند استنشاق شده و ابتدائا برای تشریح و عکسبرداری شش ، مانند بررسی تهویه موضعی شش‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

گالیم گالیم در جدول تناوبی در گروه آلومینیوم قرار دارد.

ردیاب تشعشعی 67Gaبوسیله جذب الکترون با نشر اشعه گاما ( 93.3 ، 184.6 ، 300.2 کیلو الکترون‌ولت) به 67Zn فروپاشی می‌کند.

67Gaبصورت ترکیب سیترات در بسیاری از انواع تومورها مورد استفاده قرار گرفته و برای نشان دادن تومورهای نسوج نرم بکار می‌رود.

ایزوتوپ 72Ga نشان‌دهنده کشش بیشتری برای نسوج اسکلتی نسبت به نسوج نرم است و برای اسکن ‌کردن تومورهای استخوانی بکار رفته‌است.

بخش هشتم-اسکن مقدمات اسکن: در این روش به بیمار میزان 20 میلی کو ری گاما کمرا تزریق می شود وامادگی های زیر ضروری است آمادگی ضرورتی به ناشتائی بیمار نیست.

ولی بهتر است بیمار در زمان پس از تزریق تا هنگام قرار گرفتن در زیر دستگاه، مرتباً آب بخورد.

چرا که وقتی ماده رادیواکتیو وارد خون می‌شود مقداری جذب استخوان می‌شود و قسمتی که در خون باقی می‌ماند وارد بافتهای دیگر می‌شود لذا جذب بافتی هم وجود دارد لذا برای کاهش این مورد از بیمار خواسته می‌شود که مرتباً آب بخورد.

مراحل تصویربرداری تزریق 20 میلی کوری به صورت سه مرحله تصویربرداری می‌گردد: 1) آنژیوگرافی 2) بلادپول (ذخیره خونی) 3) تصاویر تأخیری الف) آنژیوگرافی: تصاویر سریالی که بلافاصله پس از تزریق ماده رادیواکتیو تهیه می‌شود که مرحله آنژیوگرافی، مرحله ورود ماده رادیواکتیو به داخل عروق می‌باشد که حدود یک دقیقه طول می‌کشد.

ب) ذخیره خونی: پس از مدت زمان کوتاه یک دقیقه، ماده تزریقی وارد مایع میان بافتی می‌شود اما هنو زجذب سیستم استخوان شده لذا تصویربرداری در این زمان تصاویر بلادپول یا ذخیره خونی خواهد بود.

ج) تصاویر تأخیری: 2 یا 3 ساعت بعد تهیه می‌شود که با کمک دستگاه گاماکمرا، از تمام بدن به صورت پیوسته تصویربرداری انجام می‌گیرد.Whole body Scan)) شکل5:بیمار برای اسکن آماده می شود.

اسکن استخوان از این روش برای تشخیص بیماری های زیر استفاده می شود: